钢管抛丸机自动上料装置设计

王海超，侯志坚，李建亮

（山东开泰抛丸机械有限公司，山东 滨州 256217）

作为输送石油、天燃气、水、煤气、蒸气等流体的管道，钢管在石油化工、钢铁、城市集中供热、供排水等行业大量使用，另外，与实心钢材相比，在抗弯、抗扭强度相同的情况下，钢管重量较轻，所以也广泛用于制造机械零件和工程构件。为提高钢管使用寿命，钢管内外壁表面需要强化、除锈、涂漆等处理，表面抛丸、喷砂处理可强化表面，提高疲劳强度及耐腐蚀性，增大漆面与金属表面的结合力。QGW76抛丸机是我公司生产的一种钢管外壁自动化处理设备，主要用于直径不大于76mm的钢管表面抛丸处理，同类设备多采用人工上料，工人劳动强度大、上料时间长，节拍不好控制，降低抛丸处理效率。设计了QGW76抛丸机的专用自动上料装置，其组成如图1所示。整个上料装置由上料架1、拨料盘2、动力系统3以及送料辊道4和5等组成。拨料盘转动1转可将2个钢管送进抛丸室，大大提高了生产效率。以下简要介绍该上料装置工作原理及典型结构。

图1 自动上料装置原理图

1 自动上料装置工作原理

图2为拨料盘工作循环示意图，其工作原理如下：首先将多根需要抛丸处理的钢管放在带斜度的上料架1上，在重力作用下，钢管排列整齐靠紧在上料架下部挡块上，此时工件被定位；动力系统（减速机）为拨料盘2提供动力，通过链传动带动其顺时针旋转，拨料盘转动可将管子送到送料辊道上，送料辊子的连续旋转将工件送入抛丸室，进行下工序抛丸处理。拨料盘的工作循环如图2所示：当拨料盘2处于位置Ⅰ时，拨料盘A点圆弧角将上料架上1个钢管托起，随着拨料盘2的顺时针旋转，拨料盘上A点向上抬起，B点向下方转动，在重力作用下，管子沿斜面AB滚动到B点圆弧角，拨料盘2继续转动，就将管子放置在内侧送料辊道上，此时完成第一根管子上料；拨料盘2从位置Ⅱ开始继续转动，达到位置Ⅲ时，拨料盘另一个工作面上的C点圆弧角将第二根管子抬起，拨料盘重复前半周期的运动，其上D点圆弧角将第二根管子放置在外侧送料辊道上（位置Ⅳ），此时拨料盘旋转一周，完成2根管子上料。上料时间节拍由动力系统传动速度控制。

图2 拨料盘工作循环图

2 拨料盘结构设计

本上料机构要实现向2个送料辊道放置钢管，由于2个辊道相对拨料盘回转中心距离不同，即拨料盘上B点与D点相对拨料盘回转中心距离不同（图2）。拨料盘从位置Ⅰ到位置Ⅱ转变过程中，AD段轮廓的曲率半径逐渐增大，因为上料架上会有部分待上料的钢管，其沿上料架斜面方向的分力会直接作用在AD段上，拨料盘顺时针转动时，需要推动钢管沿斜面向上移动，大大增大了拨料盘径向载荷，需加大其机械结构刚度及动力系统功率，也容易引起振动。为解决该问题，将拨料盘设计成组合式，如图3所示，AD段与BC段为同心圆弧，在D点增加铰链连接的摇臂，当拨料盘由位置Ⅰ向位置Ⅱ转动过程中，在重力作用下摇臂会逆时针摆动，不会对管子产生压力；当拨料盘由位置Ⅲ向位置Ⅳ转动过程中，拨料盘上的钢管沿CD向下滚动推动摇臂顺时针摆动打开，将钢管放置在外侧送料辊道上。

钢管直径改变时，应调节上料架底部挡块位置，同一批处理的钢管直径也不要差别太大，保证只有1个钢管进入拨料盘即可；上料架的斜度一般控制在3°以内，如果斜度太大，钢管对拨料盘冲击较大，使工作中振动及噪声增大。

图3 拨料盘结构示意图

3 结论

QGW76抛丸机采用自动上料装置，可协调上料时间节拍，使机器抛丸处理基本时间与上料辅助时间重合起来，机器空运转时间减少，提高了设备的利用率；自动上料可在1min之内完成，与人工上料相比：降低了劳动强度，效率提高4倍以上。